بسم الله الرحمن الرحيم
مدرسة اسماء عبد الرحيم الثانوية الحكومية النموذجية بنات
ورقةعمـــل فيزيــاء في ( الذرة )
1/ عرفي الذرة : -
هي جسيم صغير متعادل الشحنة من مكونات العنصر .
2/ ما هي مكونات الذرة :-
1- النواة 2- الالكترونات
3/ ما هي مكونات النواة :-
1- البروتونات 2- النيوترونات
الالكترونات :-
جسيمات سالبة الشحنة كتلتها ضئيلة مقارنة مع كتلة النواة .
4/ ما هي مكونات النواة :
1- البروتونات : هي جسيمات موجبة الشحنة كتلتها كبيرة جداً مقارنة مع كتلة الإلكترون 1836 مرة وشحنتها مساوية لشحنة الالكترون في المقدار .
2- النيوترون : هي جسيمات ( محايدة ) لا شحنة لها وكتلتها مساوية لكتلة البروتون .
كيف تترتب الالكترونات والشحنات الموجبة في الذرة ؟
تجربة صفيحة الذهب :
قام رذرفورد بتسليط شعاع من جسيمات ألفا وهي نواة ذرة الهيليوم التى تتكون من بروتنين ونيوترونين علي غشاء رقيق من الذهب . ووصل علي النتائج التالية :
1/ نفاذ معظم دقائق ألفا يعني أن معظم الذرة فارغ .
2/ إنحراف جزء قليل من دقائق ألفا يعني أنها أقتربت من جسم مساوٍ لشحنتها .
3/ إترداد جزء قليل جداً من دقائق ألفا يعني أن كتلة النواة تتركز في النواة الموجبة .
نموذج رذرفورد: ( 1911م )
اعتبر أن الذرة بها نواة ثقيلة تتمركز بها الشحنة الموجبة وذلك لتنافر جسيمات ألفا الموجبة مع هذه النواة وتوجد خارج هذه النواة الالكترونات .
* وباستخدام مقدار إنحراف جسيمات ألفا عند مرورها قرب النواة قدر رذرفورد أن قطر الذرة حوالي 10-10م ، بينما يبلغ قطر هذه النواة حوالي 10-14م ، أي أن قطر الذرة 10000 مرة قدرقطر النواة .
فروض رذرفورد :
1/ توجد عند مركز الذرة نواة موجبة الشحنة.
2/ تتحرك الالكترونات السالبة الشحنة حول النواة في مستويات طاقة محددة وإن الإلكترون مستقر لا يشع أي طاقة في مستوي الطاقة الخاص به ( المناسب له )
3/ الذرة متعادلة كهربياً .
المشكلة التي واجهت رذرفورد :
1/ لو أفترض أن الإلكترونات ساكنة فسوف تجذبها النواة لتلتصق بها . وهذا يناقض حقيقة أن قطر الذرة أكبر بكثير من قطر النواة .
2/ لو افترض أن الإلكترونات تدور حول النواة وهذا يعني أن الالكترونات أثناء حركتها تولد مجالاً مغناطيسياً وكهربياً ( تشع موجات كهرومغناطيسية ) وسيفقدها طاقة والفقدان المستمر للطاقة يجعل مسار الالكترون حلزوني حتى يسقط علي النواة وتنهار الذرة . وهذا يتناقض مع حقيقة أن الذرة مستقرة ولا تشع موجات في حالة الاستقرار
نموذج بوهر(نيلزبوهر)( بور )1913م
اعتبر أن الذرة مكونة من نواة موجية تدور حولها الالكترونات في مدارات معينة كما تدور الكواكب حول الشمس وكل مدار يحتوي علي إلكترونات ذات طاقة معينة ويكون الالكترون مستقراً لا يشع أي طاقة في مستوي الطاقة الخاص به ( المناسب له ) .
فروض بوهر : الإضافية
1/ عندما يقفز إلكترون من مستوي طاقة أعلي مستوي طاقة أقل فإنه يصدر اشعاعاً تردده (ذ) وطاقته تساوي الفرق بين المستويين (ط2 – ط1 ) .
2/ تقبل ذرة الهيدروجين تطبيق قانون كولوم للكهربية وقانون التثاقل لنيوتن .
3/ كمية التحرك الزاوي للإلكترونات التي تدور حول النواة تساوي مضاعفات هـ.عد
حيث عد = 1 ، 2 ، 3 ، 000 2 П
ماهي القوة التي تحفظ اللاكترون في مدارة حول النواة ؟
هي قوة الجذب المركزية . وهي في الواقع قوة الجذب الكهربي الناتجة من جذب النواة الموجبة للإلكترون السالب من قانون كولوم . ( لا يسقط الالكترون في النواة بسبب وجود قوة الطرد المركزية ( الناتجة كرد فعل ) .ولابد أن تكون القوتين متساويتين
ك ع2 = ثك ش شأ
نق نق2
طاقة الحركة ( طح ) لأي جسم كتلته ( ك ) وسرعته ( ع ) هى ½ ك ع 2
بقسمة الطرفين علي (2) نجد طاقة الحركة :
طح = ½ك ع2 = ث ك ش شأ
2 نق
أما طاقة الوضع (ط و) فهي الطاقة الناتجة عن الشغل المبذول بواسطة قوة الجذب الكهربي علي الإلكترون في مداره . وتساوي :
ط و = الشغل المبذول = القوة الدافعة الكهربية (ق) × المسافة بين الإلكترون والنواة (نق)
ط و = - ث ك ش شأ × نق = -ث ك ش شأ
نق2 نق
ط و = - ثك ش شأ
نق
الطاقة الكلية للإلكترون (ط) = طاقة الحركة + طاقة الوضع
ط = طح + ط و
= ثك ش شأ - ثك ش شأ
2نق نق
=(½ - 1) ( ثك ش شأ ) = - ثك ش شأ
نق 2نق
ط = ــ ثك ش شأ
2نق
حيث ( ثك ) ثابت التناسب ( ثابت الوسط )
( ش ) شحنة النواة ثوابت
( شأ) شحنة الإلكترون
( نق ) نصف قطر مدار الإلكترون حول النواة
طعد = - ثابت طعد ά 1
نق نق
الطاقة الكلية للإلكترون في مداره تعتمد فقط علي نصف قطر ذلك المدار . ( علاقةعكسية)
حيث تقل طاقة الإلكترون كلما زاد نصف قطر المدار
تزيد طاقة الإلكترون كلما قل نصف قطر المدار
القوة المؤثرة علي الإلكترون :-
1- قوة الجذب المركزية من الحركة الدائرية ق = ك ع2
نق
2- قوة الجذب الكهربية بين الإلكترون والنواة ق = ثك ش شأ
نق2
3- قوة الطرد المركزية لحفظ الإلكترون في مداره .
كيف يحتفظ الإلكترون بمداره حول النواة دون أن يسقط في النواة أو يفلت من جاذبيتها
السبب لوجود قوة الطرد المركزية المتساوية لقوة الجذب المركزية ، وقوة الجذب الكهربية حسب قانون نيوتن الثالث لكل فعل رد فعل .
قوة الجذب المركزية = قوة الجذب الكهربية
ك ع 2 = ث ك ش شأ
نق نق2
ك ع2 = ث ك ش شأ
نق
طاقة الحركة للإلكترون كتلته ( ك ) وسرعته ( ع ) = ½ك ع2
بقسمة الطرفين علي 2 نجد أن طاقة حركة الإلكترون
ط ح = ½ ك ع2 = ثك ش ش أ
2 نق
ط ح = ثك ش شأ
2نق
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق